package com.interview.javabasic.DataStructrue.graph;/*
@李子宁
Happy,happy everyday!
冲鸭！
*/

import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.LinkedList;

public class Graph {
    private ArrayList<String> vertexList;//存储定点集合
    private int[][] edges;//存储图对应的邻接矩阵
    private int numOfEdges;//表示边的数目
    //定义一个数组记录某个顶点是否被共享过
    private boolean[] isVisited;

    public static void main(String[] args) {
        //测试图是否创建成
        int n = 8;//节点的个数
        String vertexs[] = {"1","2","3","4","5","6","7","8"};
        //创建图对象
        Graph graph = new Graph(n);
        for (String value : vertexs) {
            graph.insertVertex(value);
        }
        //添加边A-B  A-C  B-D  B-E  B-C
        graph.insertEdge(0,1,1);
        graph.insertEdge(0,2,1);
        graph.insertEdge(1,3,1);
        graph.insertEdge(3,7,1);
        graph.insertEdge(1,4,1);
        graph.insertEdge(4,7,1);
        graph.insertEdge(2,5,1);
        graph.insertEdge(2,6,1);
        graph.insertEdge(5,6,1);

        //显示邻接矩阵
        graph.showGraph();

        //测试深度遍历是否
        System.out.println("深度遍历：");
        graph.dfs();
        System.out.println();

        //测试深度优先遍历是否
        System.out.println("广度遍历");
        graph.bfs();



    }

    public Graph(int n){
        edges = new int[n][n];
        vertexList = new ArrayList<>(n);
        numOfEdges = 0;
    }
    //得到第一个邻接节点的下标
    public int getFirstNeighbor(int index){
        for (int i = 0; i < vertexList.size(); i++) {
            if (edges[index][i] > 0){
                return i;
            }
        }
        return -1;
    }
    //根据前一个邻接节点的下标来获取下一个邻接节点
    public int getNextNeighbor(int v1,int v2){
        for (int j = v2+1;j<vertexList.size();j++){
            if (edges[v1][j] > 0){
                return j;
            }
        }
        return -1;
    }

    //深度优先遍历,第一次是0，
    public void dfs(boolean[] isVisited,int i){
        System.out.print(getValueByIndex(i)+"->");
        //将节点设置为已经访问
        isVisited[i] = true;
        int w = getFirstNeighbor(i);
        while (w != -1){//存在邻接节点
            if (!isVisited[w]){
                dfs(isVisited,w);
            }
            //如果已经被访问过
            w = getNextNeighbor(i,w);
        }
    }

    //对dfs进行一个重载，遍历所有的节点，并进行dfs
    public void dfs(){
        isVisited = new boolean[vertexList.size()];
        //遍历所有的节点。进行dfs
        for(int i =0 ;i < getNumOfVertex();i++){
            if (!isVisited[i]){
                dfs(isVisited,i);
            }
        }
    }

    //广度优先遍历
    private void bfs(boolean[] isVisited,int i){
        int u;//表示队列头结点对应的下标
        int w;//邻接节点的下标
        //队列，节点访问的顺序记录
        LinkedList queue = new LinkedList();
        //访问节点输出
        System.out.print(getValueByIndex(i)+"->");
        //标记为已访问
        isVisited[i] = true;
        //加入队列
        queue.addLast(i);

        while (!queue.isEmpty()){
            //取出队列的头结点
            u = (Integer)queue.removeFirst();
            //得到第一个邻接点的下标
            w = getFirstNeighbor(u);
            while (w!=-1){
                //是否访问过
                if (!isVisited[w]){
                    System.out.print(getValueByIndex(w)+"->");
                    isVisited[w] = true;
                    //入队
                    queue.addLast(w);
                }
                //如果已经被访问
                w = getNextNeighbor(u,w);
            }
        }
    }

    //遍历所有的节点。都进行广度优先搜索遍历
    public void bfs(){
        isVisited = new boolean[vertexList.size()];
        for (int i = 0; i < getNumOfVertex(); i++) {
            if (!isVisited[i]){
                bfs(isVisited,i);
            }
        }
    }


    //图中常用的方法
    //返回节点的个数
    public int getNumOfVertex(){
        return vertexList.size();
    }

    public int getNumOfEdges(){
        return numOfEdges;
    }
    //返回节点i下标对应的数据
    public String getValueByIndex(int i){
        return vertexList.get(i);
    }
    //返回v1,v2的权值
    public int getWeight(int v1,int v2){
        return edges[v1][v2];
    }
    //显示图对应的矩阵
    public void showGraph(){
        for (int[] link : edges) {
            System.out.println(Arrays.toString(link));
        }
    }
    //插入节点
    public void insertVertex(String vertex){
        vertexList.add(vertex);
    }
    //添加边,v1,v2分别表示两个顶点。
    public void insertEdge(int v1,int v2,int weight){
        edges[v1][v2] = weight;
        edges[v2][v1] = weight;
        numOfEdges++;
    }
}
